取石子游戏
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Description
有两堆石子,数量任意,可以不同。游戏开始由两个人轮流取石子。游戏规定,每次有两种不同的取法,一是可以在任意的一堆中取走任意多的石子;二是可以在两堆中同时取走相同数量的石子。最后把石子全部取完者为胜者。现在给出初始的两堆石子的数目,如果轮到你先取,假设双方都采取最好的策略,问最后你是胜者还是败者。
Input
输入包含若干行,
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示若干种石子的初始情况,其中每一行包含两个非负整数a和b,表示两堆石子的数目,a和b都不大于1,000,000,000。
Output
输出对应也有若干行,每行包含一个数字1或0,如果最后你是胜者,则为1,反之,则为0。
Sample Input
2 1
8 4
4 7
Sample Output
0
1
0
Source
NOI
纠结了好久,也找同学玩了这个游戏,始终没发现什么规律。
后来想起高中一起玩(1,3,5,7)抓石子游戏的同学,就想打电话咨询顺便难一难他,谁知道直接拽给我一个:威佐夫博弈...百度了下终于懂了。
刚开始也想到列出前几种必胜组合,可是脑袋抽风了,(3,5)(5,3)算成两种情况。= =,我都搞不清楚当时怎么想的了。
下面是度娘关于威佐夫博弈的百科:
威佐夫博奕(Wythoff Game):
有两堆各若干个物品,两个人轮流从某一堆或同时从两堆中取同样多的物品,规定每次至少取一个,多者不限,最后取光者得胜。 这种情况下是颇为复杂的。我们用(ak,bk)(ak ≤ bk ,k=0,1,2,...,n)表示两堆物品的数量并称其为局势,如果甲面对(0,0),那么甲已经输了,这种局势我们称为奇异局势。前几个奇异局势是:(0,0)、(1,2)、(3,5)、(4,7)、(6,10)、(8,13)、(9,15)、(11,18)、(12,20)。 可以看出,a0=b0=0,ak是未在前面出现过的最小自然数,而bk= ak + k。
奇异局势有如下三条性质:
1。任何自然数都包含在一个且仅有一个奇异局势中。 由于ak是未在前面出现过的最小自然数,所以有ak> ak-1 ,而bk= ak + k > ak-1 + k-1 = bk-1 > ak-1 。所以性质1成立。 2。任意操作都可将奇异局势变为非奇异局势。 事实上,若只改变奇异局势(ak,bk)的某一个分量,那么另一个分量不可能在其他奇异局势中,所以必然是非奇异局势。如果使(ak,bk)的两个分量同时减少,则由于其差不变,且不可能是其他奇异局势的差,因此也是非奇异局势。 3。采用适当的方法,可以将非奇异局势变为奇异局势。 假设面对的局势是(a,b),若 b = a,则同时从两堆中取走 a 个物体,就变为了奇异局势(0,0);如果a = ak,b >bk那么,取走b - bk个物体,即变为奇异局势;如果 a = ak, b
ak,b= ak + k 则从第一堆中拿走多余的数量a - ak即可;如果a
分析
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一下,容易知道两堆石头地位是一样的,我们用余下的石子数(a,b)来表示状态,并画在平面直角坐标系上。
用之前的定理:有限个结点的无回路有向图有唯一的核 中 所述的方法寻找必败态。先标出(0,0),然后划去所有(0,k),(k,0),(k,k)的格点;然后找y=x上方未被划去的格点,标出(1,2),然 后划去(1,k),(k,2),(1+k,2+k),同时标出对称点(2,1),划去(2,k),(1,k),(2+k,1+k);然后在未被划去的点中 在y=x上方再找出(3,5)。。。按照这样的方法做下去,如果只列出a<=b的必败态的话,前面的一些是(0,0),(1,2),(3,5), (4,7),(6,10),…
接下来就是找规律的过程了,可能很辛苦,但是我写得也不容易,而且我暂时没有看到其他地方有这样的证明过程。
忽略(0,0),记第n组必败态为(a[n],b[n])
命题一:a[n+1]=前n组必败态中未出现过的最小正整数
[分析]:如果a[n+1]不是未出现的数中最小的,那么可以从a[n+1]的状态走到一个使a[n+1]更小的状态,和我们的寻找方法矛盾。
命题二:b[n]=a[n]+n
[分析]:归纳法:若前k个必败态分别为
,下证:第k+1个必败态为
从该第k+1个必败态出发,一共可能走向三类状态,从左边堆拿走一些,从右边堆拿走一些,或者从两堆中拿走一些.下面证明这三类都是胜态.
情况一:由命题一,任意一个比a[k+1]小的数都在之前的必败态中出现过,一旦把左边堆拿少了,我们只要再拿成那个数相应的必败态即可。
情况二(从右边堆拿走不太多):这使得两堆之间的差变小了,比如拿成了
,则可再拿成
;
情况二(从右边堆拿走很多):使得右边一堆比左边一堆更少,这时类似于情况一,比如拿成了
(其中a[m]
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